防火電纜,即在規(guī)定試驗(yàn)條件下,試樣被燃燒,在撤去試驗(yàn)火源后,火焰的蔓延僅在限定范圍內(nèi),殘焰或殘灼在限定時(shí)間內(nèi)能自行熄滅的電纜,在火災(zāi)情況下有可能被燒壞而不能運(yùn)行,但可阻止火勢(shì)的蔓延。通俗地講,電線萬一失火,能夠把燃燒限制在局部范圍內(nèi),不產(chǎn)生蔓延,保住其他的各種設(shè)備,避免造成更大的損失。目前,電纜行業(yè)習(xí)慣將阻燃( Fire Retardant)、無鹵低煙(Low Smoke Halogen Free ,LSOH )或低鹵低煙(Low Smoke Fume ,LSF )、耐火(Fire Resistant)等具有一定防火性能的電纜統(tǒng)稱為防火電纜。那么這四類防火電纜有什么區(qū)別呢?
一、防火電纜分類
阻燃電纜(Flame Retardant)
阻燃電纜的特點(diǎn)是延緩火焰沿著電纜蔓延使火災(zāi)不致擴(kuò)大。由于其成本較低,因此是防火電纜中大量采用的電纜品種。無論是單根線纜還是成束敷設(shè)的條件下,電纜被燃燒時(shí)能將火焰的蔓延控制在一定范圍內(nèi),因此可以避免因電纜著火延燃而造成的重大災(zāi)害,從而提高電纜線路的防火水平。
無鹵低煙阻燃電纜(LSOH )
無鹵低煙電纜的特點(diǎn)是不僅具有優(yōu)良的阻燃性能,而且構(gòu)成低煙無鹵電纜的材料不含鹵素,燃燒時(shí)的腐蝕性和毒性較低,產(chǎn)生極少量的煙霧,從而減少了對(duì)人體、儀器及設(shè)備的損害,有利于發(fā)生火災(zāi)時(shí)的及時(shí)救援。無鹵低煙阻燃電纜雖然具有優(yōu)良阻燃性、耐腐蝕性及低煙濃度,但其機(jī)械和電氣性能比普通電纜稍差。
低鹵低煙阻燃電纜(LSF )
低鹵低煙阻燃電纜的氯化氫釋放量和煙濃度指標(biāo)介于阻燃電纜與無鹵低煙阻燃電纜之間。低鹵( Low Halogen)電纜的材料中亦會(huì)含有鹵素,但含量較低。這種電纜的特點(diǎn)是不僅具備阻燃性能,而且在燃燒時(shí)釋放的煙量較少,氯化氫釋放量較低。這種低鹵低煙阻燃電纜一般以聚氯乙烯(PVC )為基材,再配以高效阻燃劑、HCL 吸收劑及抑煙劑加工而成。因此這種阻燃材料顯著改善了普通阻燃聚氯乙烯料的燃燒性能。
耐火電纜(Fire Resistant)
耐火電纜是在火焰燃燒情況下能保持一定時(shí)間的正常運(yùn)行,可保持線路的完整性( Circuit Intergrity)。耐火阻燃電纜燃燒時(shí)產(chǎn)生的酸氣煙霧量少,耐火阻燃性能大大提高,特別是在燃燒時(shí),伴隨著水噴淋和機(jī)械打擊震動(dòng)的情況下,電纜仍可保持線路完整運(yùn)行。
二、阻燃電纜和耐火電纜的區(qū)別
一般人很容易混淆阻燃電纜和耐火電纜的概念,雖然阻燃電纜有許多較適用于化工企業(yè)的優(yōu)點(diǎn),如低鹵、低煙阻燃等,但在一般情況下,耐火電纜可以取代阻燃電纜,而阻燃電纜不能取代耐火電纜。
兩者原理有所不同,含鹵電纜阻燃原理是靠鹵素的阻燃效應(yīng),無鹵電纜阻燃原理是靠析出水降低溫度來熄滅火焙.耐火電纜是靠耐火層中云母材料的耐火、耐熱的特性,保證電纜在火災(zāi)時(shí)也工作正常。
兩者結(jié)構(gòu)和材料不同,阻燃電纜的基本結(jié)構(gòu)是:絕緣層采用阻燃材料;護(hù)套及外護(hù)層采用阻燃材料;包帶和填充采用阻燃材料。
而耐火電纜通常是在導(dǎo)體與絕緣層之間再加1個(gè)耐火層,所以從理論上講可以在阻燃電纜的結(jié)構(gòu)中加上耐火層,就形成了既阻燃又耐火的電纜,但實(shí)際并沒有這個(gè)必要。因?yàn)槟突痣娎|的耐火層,通常采用多層云母帶直接繞包在導(dǎo)線上.它可耐長(zhǎng)時(shí)間的燃燒,即使施加火焰處的高聚物被燒毀,也能夠保證線路正常運(yùn)行。
電纜涉及火災(zāi)安全的主要技術(shù)指標(biāo)是 CO 2電纜的阻燃性、煙霧的密度和氣體的有毒性?;谝陨弦蛩刂贫ǖ碾娎|阻燃標(biāo)準(zhǔn)體系包括有IEC標(biāo)準(zhǔn)、UL標(biāo)準(zhǔn)等,我們一起來了解下其中都包含哪些重要的等級(jí)規(guī)定。
三、防火電纜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
1、防火電纜IEC標(biāo)準(zhǔn)
為了評(píng)定線纜的阻燃性能優(yōu)劣,國(guó)際電工委員會(huì)分別制定了 IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三個(gè)IEC標(biāo)準(zhǔn)。IEC60332-1和IEC60332-2分別用來評(píng)定單根線纜按傾斜和垂直布放時(shí)的阻燃能力(國(guó)內(nèi)對(duì)應(yīng)GB12666.3和GB12666.4標(biāo)準(zhǔn))。IEC60332-3(國(guó)內(nèi)對(duì)應(yīng)GB12666.5-90)用來評(píng)定成束線纜垂直燃燒時(shí)的阻燃能力。相比之下成束線纜垂直燃燒時(shí)在阻燃能力的要求上要高的多。
IEC60332-1/BS4066-1阻燃等級(jí)(單根電線或電纜垂直燃燒測(cè)試 Flame Test On Single Vertical Insulated Wires/Cables)
這是單根電纜的阻燃標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)規(guī)定,一根 60cm 長(zhǎng)的試樣垂直固定在前壁開通的金屬箱內(nèi),火焰長(zhǎng)度175mm 的丙烷燃燒器從距試樣的上部固定端450mm 的位置上火焰錐與電纜以45度角接觸,如果試樣燃燒損壞部分距離固定端下部不超過50mm ,測(cè)試通過。
IEC60332-3/BS4066-3阻燃等級(jí)(成束電線或電纜垂直燃燒測(cè)試 Flame Test On BunchedWires/Cables)
這是成束電纜的阻燃標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)規(guī)定,成束 3.5m 長(zhǎng)的電纜試樣用鐵絲固定在梯形測(cè)試架上,試樣數(shù)量按不同分類所要求的非金屬物料決定。試樣垂直掛在燃燒爐背壁上,空氣通過底板上的進(jìn)氣口引入燃燒爐。丙烷平面燃燒器以750℃的火焰與試樣接觸,試樣在強(qiáng)制吹風(fēng)(氣流排放5m3/分鐘,風(fēng)速0.9m/秒)的情況下,必須在垂直燃燒20分鐘內(nèi)燃不起來,電纜在火焰蔓延2.5米以內(nèi)自行熄滅。IEC60332有A 類、B 類、C 類和D 類之分,以評(píng)定阻燃性能優(yōu)劣。
2、防火電纜UL標(biāo)準(zhǔn)
UL列明的任何電纜經(jīng)過測(cè)試驗(yàn)證若符合某種防火等級(jí),可在電纜印上UL 識(shí)別字、防火等級(jí)和批準(zhǔn)編號(hào)。
增壓級(jí)-CMP 級(jí)(送風(fēng)燃燒測(cè)試/斯泰鈉風(fēng)道實(shí)驗(yàn)Plenum FlameTest/Steiner TunnelTest)
這是 UL 防火標(biāo)準(zhǔn)中要求最高的電纜(Plenum Cable ),適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL910,實(shí)驗(yàn)規(guī)定在裝置的水平風(fēng)道上敷設(shè)多條試樣,用87.9KW 煤氣本生燈(300,000BTU/Hr)燃燒20分鐘。合格標(biāo)準(zhǔn)為火焰不可延伸到距煤氣本生燈火焰前端5英尺以外。光密度的峰值最大為0.5,平均密度值最大為0.15。這種CMP 電纜通常安裝在通風(fēng)管道或空氣處理設(shè)備使用的空氣回流增壓系統(tǒng)中,被加拿大和美國(guó)所認(rèn)可采用。符合UL910標(biāo)準(zhǔn)的FEP/PLENUM材料,阻燃性能要比符合IEC60332-1及IEC60332-3標(biāo)準(zhǔn)的低煙無鹵材料的阻燃性能好,燃燒起來煙的濃度低。
干線級(jí)-CMR 級(jí)(直立燃燒測(cè)試Riser Flame Test)
這是 UL 標(biāo)準(zhǔn)中商用級(jí)電纜(Riser Cable ), 適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL1666。實(shí)驗(yàn)規(guī)定在模擬直立軸上敷設(shè)多條試樣,用規(guī)定的154.5KW 煤氣本生燈(527,500BTU/Hr)30分鐘。合格標(biāo)準(zhǔn)為火焰不可蔓延到12英尺高的房間的上部。干線級(jí)電纜沒有煙霧濃度規(guī)范,一般用于樓層垂直和水平布線使用。
商用級(jí)-CM 級(jí)(垂直燃燒測(cè)試Vertial Tray Flame Test)
這是 UL 標(biāo)準(zhǔn)中商用級(jí)電纜(General Purpose Cable),適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL1581。實(shí)驗(yàn)規(guī)定在垂直8英尺高的支架上敷設(shè)多條試樣,用規(guī)定的20KW 帶狀噴燈燃燒(70,000BTU/Hr)20分鐘。合格標(biāo)準(zhǔn)為火焰不可蔓延到電纜的上端并自行熄滅。UL1581和IEC60332-3C 類似,只是敷設(shè)電纜根數(shù)不同。商用級(jí)電纜沒有煙霧濃度規(guī)范,一般僅應(yīng)用于同一樓層的水平走線,不應(yīng)用于樓層的垂直布線上。
通用級(jí)-CMG 級(jí)(垂直燃燒測(cè)試Vertial Tray Flame Test)
這是 UL 標(biāo)準(zhǔn)中通用級(jí)電纜(General Purpose Cable),適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL1581。商用級(jí)和通用級(jí)的測(cè)試條件類似,同為加拿大和美國(guó)認(rèn)可使用。通用級(jí)電纜沒有煙霧濃度規(guī)范,一般僅應(yīng)用于同一樓層的水平走線,不應(yīng)用于樓層的垂直布線上。
家居級(jí)- CMX級(jí)(垂直燃燒測(cè)試Vertial Wire Flame Test)
這是 UL 標(biāo)準(zhǔn)中家居級(jí)電纜(Restricted Cable ),適用安全標(biāo)準(zhǔn)為UL1581,VW-1。實(shí)驗(yàn)規(guī)定試樣保持垂直,用試驗(yàn)用的噴燈燃燒(30,000 TU/Hr)15秒鐘,然后停止15秒鐘,反復(fù)5次。合格標(biāo)準(zhǔn)為余火焰不可超過60秒鐘,試樣不可燒損25%以上,墊在底部的外科用棉不可被落下物引燃。UL1581-VW-1和IEC60332-1類似,只是燃燒的時(shí)間不同。這種等級(jí)也沒有煙霧或毒性規(guī)范,僅用于敷設(shè)單條電纜的家庭或小型辦公室系統(tǒng)中。這類電纜不應(yīng)成捆敷設(shè)使用,必須套管。煙密度、鹵素含量和毒性等級(jí)。
3、防火電纜其他標(biāo)準(zhǔn)
IEC60754-1/BS6425-1鹵素氣體含量的測(cè)定(Emission Of Halogens )
這是 IEC 和BS 標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)氯化氫(HCL )釋放濃度的規(guī)范。鹵素含氟(Florine )、氯(Chlorine )、溴(Bromine)、碘(Iodine)和放射性易揮發(fā)的元素砹(Astatine),成分的毒性很高。實(shí)驗(yàn)規(guī)定,燃燒爐預(yù)熱到800℃時(shí),把一根內(nèi)置1.0g 試樣推入爐內(nèi),利用氣流排放速率使HCL 溶入水中,再測(cè)定水溶液的鹵酸含量。如果電纜材料燃燒時(shí)鹵酸(HCL )釋放量少于5mg/g時(shí),可被稱為無鹵電纜(LSOH ),如果鹵酸(HCL )釋放量大于5mg/g時(shí)而小于15mg/g時(shí),可被稱為低鹵電纜(LSF )。值得注意的是,IEC60754-1方法不能用來測(cè)定HCL 含量小于5 mg/g的材料,即不能判定是否“無鹵”。需要判定是否完全無鹵可采用IEC60754-2方法來測(cè)定。
IEC60754-2氣體酸度測(cè)量(Corrosivity )
這是 IEC 標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)燃燒氣體腐蝕性的規(guī)范,此測(cè)試是量度在燃燒時(shí)物料所產(chǎn)生的鹵酸氣體酸度。它通過水溶液的PH 值和導(dǎo)電率來測(cè)定。實(shí)驗(yàn)規(guī)定,燃燒爐預(yù)熱到800℃,把一根內(nèi)置試樣的石英管推入爐內(nèi),同時(shí)開始記時(shí)。在試樣燃燒的前5分鐘,每隔1分鐘測(cè)一次PH 值和電傳導(dǎo)性能,接下來的25分鐘每隔5分鐘測(cè)一次。一般無鹵電纜材料的PH 值會(huì)大于4.3,導(dǎo)電率小于10μs;PH 值越少,即表示物料的鹵酸氣體酸度越高。值得注意的是,當(dāng)HCL 含量大于2mg/g而小于5mg/g(即符合IEC60754-1的要求時(shí)),其水溶液的PH 值亦小于4.3,即不符合IEC60754-2的要求。
IEC 61034-1/ASTM E662煙密度(Emission of Smoke)
這是 IEC 和ASTM 標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)煙密度的規(guī)范。實(shí)驗(yàn)由一個(gè)3m3的立方體和一個(gè)帶光源的光度測(cè)量系統(tǒng)組成,矩形曹內(nèi)裝酒精作為燃燒源。一個(gè)功率為10-15 m3/分鐘的鼓風(fēng)機(jī)確保煙霧均勻分布在一塊檔風(fēng)板上防止槽上產(chǎn)生火焰渦流,酒精燃燒時(shí),與光電源相連的記錄儀記下光減弱量。煙密度是以透光率量度,如果能達(dá)到60%光傳輸值(Light Transmittance),該電纜材料就達(dá)到低煙標(biāo)準(zhǔn),透光率越高,物料于燃燒時(shí)所釋放的煙霧越少。
ISO4589-2/BS2863氧指數(shù)(Oxygen Index LOI)
這是 ISO 和BS 標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)氧指數(shù)的規(guī)范。它是指在室溫下,當(dāng)空氣的含氧量大于此氧指數(shù)時(shí),物料便會(huì)馬上燃燒。氧指數(shù)值越高則表示物料越阻燃。假若某材料的氧指數(shù)為21%,即表示此物料處于正常室溫下亦會(huì)自動(dòng)燃燒,在正常室溫下,空氣的含氧量為21%,一般阻燃電纜的氧指數(shù)均大于33%。
ISO4589-3/BS2782.1溫度指數(shù)(Temperature Index TI)
這是 ISO 和BS 標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)溫度指數(shù)的規(guī)范,材料的氧指數(shù)會(huì)隨著溫度升高而下降,當(dāng)氣溫升高而物料的氧指數(shù)降至21%時(shí),物料便會(huì)自動(dòng)燃燒,此溫度被稱為溫度指數(shù)。例如,煤于室溫下的氧指數(shù)為50%,但當(dāng)溫度升高至150℃,氧指數(shù)會(huì)降至21%,此材料亦會(huì)馬上燃燒,材料的溫度指數(shù)便為150℃。一般阻燃電纜溫度指數(shù)均大于250℃。
NES713毒性指數(shù)(Toxicity Index)
這是英國(guó)海軍工程 NES 標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)電纜材料燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體毒性規(guī)范,毒性是指對(duì)生物體結(jié)構(gòu)造成破壞或功能紊亂的一種性質(zhì),毒性指數(shù)是指材料燃燒時(shí)所產(chǎn)生的所有氣體的毒性總和表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)規(guī)定,燃燒爐預(yù)熱到800℃,電纜材料中含有的有毒物質(zhì)會(huì)被分別燃燒,再利用氣流排放速率收集每種有毒氣體,然后通過化學(xué)分析計(jì)算每種有毒物質(zhì)的含量,此指數(shù)是以數(shù)目表示其毒性。毒性指數(shù)越大,此物料所釋放氣體的毒性越高。一般無鹵電纜材料的毒性指數(shù)均小于5。值得注意的是,低煙無鹵材料燃燒時(shí)亦會(huì)產(chǎn)生有毒的CO ,如果材料中含有P 、N 、S ,則生成的有毒氣體更多,因此無鹵電纜不可稱為無毒電纜,應(yīng)稱為低毒電纜。CM 、CMR 和CMP 電纜由于需要通過嚴(yán)格的UL 防火標(biāo)準(zhǔn),采用的電纜材料多含鹵素,CM 和CMR 電纜一般以聚氯乙烯(PVC )為基材,而PVC 材料含氯;CMP 電纜一般以特氟瓏聚四氟乙烯(FEP )為基材,而FEP 材料含氟。此類含鹵線纜產(chǎn)生的氣體毒性均較無鹵電纜大數(shù)倍,于火災(zāi)安全中存著很大的隱患,可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)多數(shù)的傷亡人員不是被燒死而是被毒氣窒息而亡。
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